計算機
計算機（computer）俗稱計算機，是一種用于高速計算的現代電子計算機，可用于數值計算邏輯計算和記憶存儲。能夠根據程序自動運行、高速處理大量數據的現代智能電子設備。可以分為超級計算機、工業控制計算機、網絡計算機、個人計算機、嵌入式計算機有五種，比較高級的是生物計算機、光子計算機、量子計算機等。它由硬件系統和軟件系統組成，沒有安裝任何軟件的電腦稱為裸機。
計算機發明家約翰·馮·諾依曼。計算機是20世紀最先進的科技發明之一，對人類生產和社會活動產生了極其重要的影響，并以強大的生命力迅速發展。其應用領域從最初的軍事科研應用擴展到社會各個領域，形成了龐大的計算機產業，推動了全世界的技術進步，從而引發了深刻的社會變革，計算機遍布普通學校、企事業單位進入尋常百姓家，成為信息社會不可或缺的工具。
計算機的應用在中國變得越來越普遍改革開放后，我國計算機用戶數量不斷上升，應用水平不斷提高，尤其是互聯網、通信、多媒體等領域的應用取得了良好的效果。從1996年到2009年3356年，計算機用戶從630萬增加到67103356萬，聯網計算機從2.9萬臺升至5940萬臺。互聯網用戶已經達到3.16 億，無線互聯網有6.7 億移動用戶，其中移動互聯網用戶占15.173356億，全球第一。
發展歷史
ENIAC計算機
計算工具的發展從簡單到復雜、從低到高的不同階段，如從“結繩記事”中的繩結到算籌、算盤計算尺、機械計算機等。它們在不同的歷史時期發揮了各自的歷史作用，同時也啟發了現代電子計算機的發展思路。
1889年，美國科學家赫爾曼·何李樂發明了一種以電為基礎的電子制表機，用來存儲計算數據。
1930年，美國科學家萬涅瓦·布什創造了世界第一臺模擬電子計算機。
1946年2月14日，世界 美國第一臺電子計算機是由美國軍方定制的“電子數字集成計算機”Eniac Electronic 3356 Digital and Calculators）它在賓夕法尼亞大學問世。ENIAC（中文名：埃尼阿克）它是由美國奧伯丁武器試驗靶場為滿足彈道計算的需要而研制的這個計算器使用了17840個電子管，尺寸為80英尺×8英尺，重量為28t（噸），功耗為170kW，運算速度為每秒5000次，成本約為487000美元。ENIAC的問世具有劃時代的意義，預示著電子計算機時代的到來。在接下來的60年里，計算機技術以驚人的速度發展，任何技術的性價比都可以在30年內提高6個數量級。
第一代：電子管數字機（1946—1958年）
電子管數字計算機
硬件方面，采用真空管作為邏輯元件，水銀延遲線作為主存儲器、陰極射線示波器靜電存儲器、磁鼓、磁芯；外部存儲器是磁帶。該軟件使用機器語言、匯編語言。應用領域主要是軍事和科學計算。
特點是體積大、功耗高、可靠性差。速度慢（一般每秒幾千到幾萬次）它很貴，但它為計算機的未來發展奠定了基礎。
第二代：晶體管數字機（1958—1964年）
硬件操作系統、高級語言及其編譯器的應用領域主要是科學計算和事務處理，并開始進入工業控制領域。特點是體積縮小、能耗降低、可靠性提高、運算速度提高（一般是每秒10萬次，最多300萬次）性能比第一代計算機有很大提高。
第三代：集成電路數字機（1964—1970年）
硬件方面，采用邏輯元件、小規模集成電路（MSI、SSI），主存還是用磁芯。軟件出現分時操作系統和結構化、規模編程方法。特點是速度更快（一般每秒幾百萬到幾千萬次）而且可靠性顯著提高，價格進一步降低，產品通用化、系列化和標準化等。應用領域開始進入文字處理和圖形圖像處理領域。
第四代：大規模集成電路機器（1970年至今）
硬件方面，邏輯元件采用大規模和超大規模集成電路（Large Scale Integrated circuit and very large scale integrated circuit）數據庫管理系統出現在軟件中、網絡管理系統和面向對象語言等。1971年，世界 美國第一臺微處理器在美國硅谷誕生，開創了微型計算機的新時代。應用范圍從科學計算、事務管理、過程控制逐漸走向家庭。
由于集成技術的發展，半導體芯片的集成度更高，每個芯片可以容納數萬甚至數百萬個晶體管，運算器和控制器可以集中在一個芯片上、于是，微處理器出現了，微處理器和大規模、超大規模集成電路被組裝成微型計算機，通常被稱為微型計算機或pc機。微型計算機體積小，價格便宜，使用方便，但其功能和運算速度已經達到甚至超過了過去的大型計算機。另一方面，使用大規模、VLSI制作的各種邏輯芯片被做成巨型計算機，體積不是很大，但運算速度可以達到一億次甚至幾十億次。1983年，中國成功研制出每秒運算1億次的銀河I型超級計算機，1993年成功研制出每秒運算10億次的銀河II型通用并行超級計算機。這一時期還產生了新一代的編程語言數據庫管理系統和網絡軟件。
隨著物理元、隨著設備的變化，不僅主機經歷了升級，其外部設備也在不斷變化。如外存儲器，從陰極射線顯示管發展到磁芯、后來發展成通用磁盤的磁鼓現在變小了、容量更大、更快的光盤（CD—ROM）
發展趨勢
隨著科學技術的進步，各種計算機技術、隨著網絡技術的飛速發展，計算機的發展進入了一個快速而嶄新的時代，計算機已經從單一的功能、體積大，功能復雜、體積微小、資源網絡化等。計算機的未來充滿了變數，毫無疑問性能會有很大的提升，但是實現性能的飛躍有很多種方法。然而，性能的大幅提升并不是計算機發展的必由之路電腦的發展也要越來越人性化，同時要注意環保等等。
計算機從出現開始就經歷了機器語言、程序語言、簡單操作系統和Linux、Macos、BSD、第四代現代操作系統，如Windows，運行速度也有了很大的提高，第四代計算機的運算速度達到了每秒幾十億次。計算機也從只用于軍事科研發展到人人擁有計算機強大的應用功能創造了巨大的市場需求，未來的計算機性能應該是小型化的、網絡化、智能化和巨型化發展方向。
巨型化
巨型是指為了滿足尖端科技的需求而高速發展、存儲容量大功能強的超級計算機。與人相處人們對計算機的依賴越來越大，特別是在軍事科研和教育領域，對計算機存儲空間和運行速度的要求會越來越高。此外，電腦的功能更加多樣化。
微型化
隨著微型處理器(CPU)隨著互聯網的出現，微處理器被用于計算機中，這降低了計算機的尺寸和成本。另一方面，軟件業的迅速發展也提高了計算機的便利性的內部操作系統，以及計算機 的外部設備也變得越來越完善。隨著計算機理論和技術的不斷進步，微型計算機已迅速滲透到全社會的各個行業和部門，成為人們的必需品的生活和學習。在過去的40年里，計算機的體積一直在縮小，而臺式計算機、筆記本電腦、掌上電腦、平板電腦變得越來越小，為人們提供了便利的服務。因此，未來計算機將繼續小型化和小型化。
網絡化
互聯網連接了全世界的電腦，從此進入了互聯網時代。電腦聯網徹底改變了人類世界，人們通過互聯網進行交流、交流（OICQ、微博等），教育資源共享（文獻查閱、遠程教育等）信息查閱共享（百度、谷歌）等等，尤其是無線網絡的出現，大大提高了人們使用網絡的便利性，未來電腦會進一步向網絡化發展。
人工智能化
計算機人工智能是未來發展的必然趨勢。現代計算機具有強大的功能和運行速度，但與人腦相比，其智能和邏輯能力仍有待提高。人類在不斷探索如何讓計算機更好地反映人類的思維，讓計算機具備人類邏輯思維和判斷的能力它們可以通過思維與人類交流，摒棄以往依靠編碼程序運行計算機的方法，直接向計算機發出指令。
多媒體化
傳統計算機處理的信息主要是字符和數字。事實上，人們更習慣于圖片、文字、聲音、圖像和其他形式的多媒體信息。多媒體技術可以整合圖形、圖像、音頻、視頻、字符的整合使信息處理的對象和內容更接近真實世界。
技術結合
電腦芯片圖片計算機微處理器（CPU）以晶體管為基本部件，隨著處理器的不斷改進和升級，計算機的結構和部件也會發生很大的變化。隨著光電技術、量子技術和生物技術的發展極大地促進了新型計算機的發展。
自20世紀80年代以來，算術邏輯單元和控制單元（兩者結合成一個中央處理器，即CPU）逐漸集成為一個集成電路，稱為微處理器。這種電腦的工作模式非常直觀：在一個時鐘周期內，計算機首先從內存中獲取指令和數據，然后執行指令，存儲數據，再獲取下一條指令。重復該過程，直到獲得終止指令。按照控制器的解釋，運算單元執行的指令集是一組精心定義的簡單指令，數量非常有限。
中國發展
中國現已成為電子信息產品制造大國，并逐步在全球產業分工體系中確立了重要地位中國 未來美國計算機產業將呈現六大發展趨勢。
大容量磁盤、環保顯示器越來越受歡迎；
筆記本顯示器是偏光的；
內存技術替代，軟驅退出市場；
無線應用成為主流；
IA服務器的市場份額將進一步提高；
服務器低端市場細分加劇。
機器組成
計算機是由硬件系統組成的（Hardware system）和軟件系統（Software system）兩部分組成的。
傳統計算機系統的硬件單元通常可以分為輸入單元、輸出單元、算術邏輯單元、其中算術邏輯單元和控制單元統稱為中央處理單元（Central processing unit 3356)
硬件系統
電源
電源是電腦中不可缺少的供電設備，其作用是將220V交流電轉換成電腦中使用的5V、12V、3.3V DC，其性能的好壞，直接影響其他設備的穩定性，進而影響整機的穩定性。本發明在筆記本電腦裝有鋰電池情況下，為筆記本電腦提供了有效的電源。
主板
主板是電腦各部分工作的平臺它將電腦的各個部分緊密的連接在一起，各個部分通過主板傳輸數據。換句話說，電腦里最重要的東西“交通樞紐”It s都在主板上，它的穩定性影響整機的穩定性。
CPU
CPU是中央處理器，是計算機的計算核心和控制核心。它的功能主要是解釋計算機指令和處理計算機軟件中的數據。CPU由運算器、控制器、寄存器、緩存和數據來實現它們之間的關系、控制和狀態的總線組成。CPU作為整個系統的核心，也是整個系統的最高執行單元，所以CPU就成了決定電腦性能的核心部件，很多用戶都把它作為判斷電腦檔次的標準。
內存
內存也稱為內存或隨機存取存儲器（RAM），分為DDR內存和SDRAM內存，（但是SDRAM因為容量低，存儲速度慢，穩定性差，已經被DDR淘汰了）存儲器是一種電子存儲設備，由電路板和芯片組成它的特點是體積小速度快有電存儲無電清零，即電腦開機時可以將數據存儲在內存中，關機后會自動清除所有數據。內存有DDR、DDR II、DDR III三類，容量1-64GB。
硬盤
硬盤屬于外存儲器，而機械硬盤是用金屬磁盤做的，磁盤有記憶功能，所以無論是開機還是關機，存儲在磁盤上的數據都不會丟失。硬盤容量大，達到TB級別，大小3.5、2.5、1.8、1.0英寸等，接口有IDE、SATA、SCSI等等，SATA是最常見的。移動硬盤是以硬盤為存儲介質，強調便攜性的存儲產品。市面上絕大多數移動硬盤都是基于標準硬盤，只有少數是微硬盤（1.8英寸硬盤等）基于，但是價格因素決定了主流移動硬盤是否基于標準筆記本硬盤。由于使用硬盤作為存儲介質，移動硬盤的數據讀寫方式與標準IDE硬盤相同。移動硬盤大多使用USB、傳輸速度更快的接口，如IEEE1394，可以以更高的速度與系統傳輸數據。一種固態電子存儲芯片陣列硬盤，由控制單元和存儲單元組成（FLASH芯片）組成。固態硬盤在外觀和大小上與普通硬盤完全一致，但固態硬盤比機械硬盤速度更快。
聲卡
聲卡是多媒體計算機不可缺少的硬件設備它的作用是將電腦中的聲音數字信號轉換成模擬信號，送入音箱發出聲音。
顯卡
顯卡配合顯示器輸出圖形、字符是連接顯示器和個人計算機主板的重要部件，其功能是轉換和驅動計算機系統所需的顯示信息，向顯示器提供行掃描信號并控制顯示器的正確顯示“人機對話”的重要設備之一。
主要特點
運算速度快：計算機內部電路可以高速準確地完成各種算術運算。現在計算機系統的運算速度已經達到每秒 萬億次，微型計算機每秒可以達到1億次以上，解決了大量復雜的科學計算問題。例如：衛星軌道的計算、大型水壩的計算、24小時天氣需要幾年甚至幾十年，但在現代社會，用計算機只需幾分鐘就能完成。
計算精確度高：科技的發展，尤其是尖端科技的發展，要求高度精確的計算。計算機控制的導彈之所以能準確命中預定目標，離不開計算機的精確計算。一般的電腦可以有十幾甚至幾十位（二進制）有效數字，計算精度可以從千分之幾到百萬分之幾，這是任何計算工具都達不到的。
邏輯運算能力強：計算機不僅能精確計算，還具有邏輯運算的功能，能對信息進行比較和判斷。計算機可以把數據參與運算、保存程序中間結果和最終結果，并可根據判斷結果自動執行下一條指令，供用戶隨時調用。
存儲容量大：計算機的內存具有存儲特性，可以存儲大量的信息，不僅包括各種數據信息，還包括處理這些數據的程序。
自動化程度高：由于計算機具有記憶和邏輯判斷的能力，人們可以把預先編制好的程序組放入計算機內存中，在程序的控制下，計算機可以連續、自動工作，無需人工干預。
性價比高：幾乎每個家庭都會有一臺電腦，它變得越來越普及、隨著普及，計算機必將成為21世紀每個家庭不可缺少的電器之一。電腦發展很快，包括臺式機和筆記本。
應用領域
信息管理
信息管理是以數據庫管理系統為基礎的計算機技術，輔助管理者提高決策水平和經營策略。信息處理具體包括數據收集、存儲、加工、分類、排序、檢索出版等一系列工作。信息處理已經成為現代計算機的主要任務。是現代管理的基礎。據統計，80%以上計算機主要用于信息管理，成為計算機應用的主導方向。信息管理已經廣泛應用于辦公自動化、企事業單位的計算機輔助管理與決策、情報檢索、圖書館里、影視動畫設計、會計電算化及其他行業。
計算機的應用已經滲透到社會的各個領域，正在日益改變著傳統的工作方式、學習和生活方式促進了社會的科學計算
科學計算是計算機最早的應用領域，是指利用計算機完成科學研究和工程技術中提出的數值計算問題。在現代科學技術工作中，科學計算的任務是龐大而復雜的。計算機的運算速度很快、存儲容量大，連續運算能力強，可以解決人工無法完成的各種科學計算問題。例如，工程設計、地震預測、氣象預報、火箭發射等等都需要計算機進行龐大而復雜的計算。
過程控制
過程控制是通過計算機實時收集數據、分析數據，根據最優值快速調整或控制被控對象。利用計算機進行過程控制，不僅可以大大提高控制的自動化水平，而且可以提高控制的及時性和準確性，從而改善勞動條件、提高產量和合格率。因此，計算機過程控制已在機械中得到應用、冶金、石油、化工、電力等部門廣泛使用。
輔助技術
計算機輔助技術包括CAD、CAM和CAI。
1、計算機輔助設計（Computer appearance design, referred to as computer aided design）
計算機輔助設計CAD是利用計算機系統輔助設計師進行工程或產品設計，以達到最佳設計效果的技術。CAD技術已經應用于飛機設計、船舶設計、建筑設計、機械設計、大規模集成電路設計等。利用計算機輔助設計可以縮短設計時間，提高工作效率，節省人力、物力和財力，更重要的是提高設計質量。
2、計算機輔助制造（Computer aied Manufacturing, CAM）
計算機輔助制造CAM是通過計算機系統控制產品的過程輸入信息是零件的工藝路線和工程內容，輸出信息是刀具軌跡。集成CAD和CAM技術可以實現設計產品生產的自動化，稱為計算機集成制造系統。一些國家已經把計算機輔助設計和計算機輔助制造（Computer ）計算機輔助測試（Computer test）和計算機輔助工程（Computer engineering）形成一個完整的系統來進行設計、制造、測試和管理有機地結合在一起，形成一個高度自動化的系統，因此自動化生產線和“無人工廠”
3、計算機輔助教學（Computer instruction, referred to as computeraided instruction）
計算機輔助教學是利用計算機系統進行課堂教學。教學課件可以用PowerPoint或Flash制作。CAI不僅可以減輕教師的負擔，而且可以使教學內容生動形象、生動的圖像可以動態演示實驗原理或操作過程，激發學生學習興趣學習興趣，提高教學質量，為培養現代高素質人才提供有效方法。